Cómo elegir los materiales de sellado mecánico

La selección de los materiales adecuados para los sellos mecánicos es fundamental para garantizar un rendimiento hermético, una larga vida útil y un funcionamiento confiable en aplicaciones industriales.El proceso de selección debe estar guiado por el entorno de funcionamientoLas características de los medios y los requisitos mecánicos se describen a continuación de forma sistemática en los siguientes principios y prácticas:

1. Priorizar la compatibilidad con el medio sellado

El medio sellado (líquido, gas o suspensión) es el principal determinante de la selección del material.

- Corrosividad: elegir materiales resistentes a la corrosión para medios agresivos (por ejemplo, ácidos, álcalis, disolventes).mientras que los elastómeros como el caucho fluorado (FKM) o el perfluoroelastómero (FFKM) resisten mejor la degradación química que el caucho nitrilo (NBR).
- Abrasividad: para los medios que contienen sólidos (por ejemplo, lechugas, pigmentos), optar por materiales de cara duros y resistentes al desgaste.El carburo de tungsteno (WC) con aglutinante de cobalto o el carburo de silicio unido por reacción (RBSC) ofrece una resistencia superior a la abrasión; emparejado con una cara secundaria de grafito de carbono más suave para minimizar la fricción.
- Temperatura y presión: las condiciones de alta temperatura (superior a 200°C) o alta presión (superior a 10 bar) exigen materiales con estabilidad térmica y resistencia mecánica.El carburo de silicio (SiC) mantiene su dureza a temperaturas extremas, mientras que el PTFE (politetrafluoroetileno) es ideal para aplicaciones de elastómeros de baja fricción y alta temperatura.

2. Asegurar la compatibilidad de la pareja de caras de sello

Las caras mecánicas de sellado requieren un emparejamiento "duro-suave" para equilibrar la resistencia al desgaste y la eficiencia de sellado:

- Emparejamientos comunes: WC vs Grafito de Carbono, SiC vs Grafito de Carbono, o SiC vs SiC (para medios de ultra alta pureza o no abrasivos).
- Evitar el emparejamiento de dos materiales duros (por ejemplo, WC vs. WC), ya que causan una fricción excesiva y una falla prematura; evitar dos materiales blandos (por ejemplo, Carbon Graphite vs.Grafito de carbono) para escenarios abrasivos o de alta presión.

3. Alinearse con las condiciones de funcionamiento

- Velocidad de rotación: las aplicaciones de alta velocidad (por encima de 3000 RPM) requieren materiales con bajos coeficientes de fricción y alta conductividad térmica.mientras que el grafito de carbono lleno de PTFE reduce la fricción.
- Desviación y desalineación del eje: para aplicaciones con desviación moderada del eje, los elastómeros como el EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer) ofrecen flexibilidad, mientras que los materiales de cara rígida (SiC,WC) con una alineación precisa.
- Restricciones ambientales: las aplicaciones alimentarias, farmacéuticas o de agua potable requieren materiales aprobados por la FDA (por ejemplo, PTFE, EPDM,o 316 componentes metálicos de acero inoxidable) para garantizar la no toxicidad y la conformidad.

4. Referencia Directrices comunes de selección de materiales

Tipo de material Ventajas clave Aplicaciones típicas
Carburo de silicio (SiC) Alta dureza, resistencia a la corrosión y al desgaste Medios agresivos, sistemas de alta temperatura y presión
Carburo de tungsteno (WC) Resistencia excepcional a la abrasión Slurries, líquidos abrasivos, bombas de trabajo pesado
Grafito de carbono Baja fricción, auto lubricante Medios abrasivos bajos, bombas de velocidad baja a media
Fluorolucina (FKM) Resistencia química, tolerancia a altas temperaturas Aceite, disolventes, aplicaciones a altas temperaturas
PTFE No adhesivo, inertitud química Sustancias químicas corrosivas, aplicaciones de grado alimentario

Al integrar la compatibilidad de medios, la lógica de emparejamiento de caras y la alineación de condiciones de funcionamiento, puede seleccionar materiales de sellado mecánico que optimicen el rendimiento, reduzcan los costos de mantenimiento,y evitar los tiempos de inactividad no planificados.